伪随机函数？

Question

我目前正在进行一个加密项目，我在我的程序中正确地实现了一个凯撒函数，但我需要实现另一个加密方法。在

说明：我们将使用名为伪随机偏移量的修改版本。我们不需要预先分发一本书，只需要一个密码，而且这些都比较短，不需要写下来。然后使用密码为python随机数生成器设定种子，如上所述。您应该从Caesarian代码开始，但是不要在函数的开头创建一个偏移量，而是为每个字符创建一个新的偏移量。

下面是我的剖腹产代码。有人能给我举一个例子来说明代码中的一个字符，这样我就可以了解到底发生了什么了？我是python新手，还在学习。在

def Caesarian(fin, fout, encrypt_or_decrypt_choice, alphabet):
    # Determine the offset by generating a random number in the correct range.
    # This will be the same random number, if the password sent to random.seed is the same.
    offset = random.randrange(1,len(alphabet))
    if encrypt_or_decrypt_choice=='d':
        offset = -offset
    print "Using the secret offset of", offset

    # Read every line of the input file.
    for line1 in fin:
        # Alter each character of the line1, putting the result into line2.
        line2 = ""
        for c in line1:
            if c in alphabet:
                pos1 = alphabet.find(c)
                pos2 = (pos1+offset)%len(alphabet)
                line2 += alphabet[pos2]
        # Write each resulting line2 to the output file.
        fout.write(line2)

Answer 1

在Ceaser密码中，每个字符的移位量都是固定的。在

Vigenère cipher是一种改进，通过在一小群中移动固定数量的每个字母。例如，一个123的密钥可能意味着“移动一次，然后移动两次，然后移动三次，然后重复”，因此消息“aaaaaa”将被加密为“bcdbcd”。在

Vigenère密码与Ceaser密码有一个共同的弱点——可以计算出最常见的字母模式的统计信息，并使用它们来优化密钥的暴力搜索。在

您正在构建的是稍微复杂一点的-一个简单的流密码。这里的目标是对每个字符加密不同的量，因此它几乎是一次性的，但不需要传输非常大的密钥。在

现在来看一下Python的random模块：

>>> import random
>>> random.choice(range(100))
42
>>> random.choice(range(100))
46
>>> random.choice(range(100))
92

如您所见，每个值都是不同的。如果我们重新运行Python，我们会得到一系列不同的数字。如果数字真的是随机的，那么对于这种加密方法来说，它们将是无用的，因为接收方将无法重新创建相同的流。在

通过设定伪随机数生成器，我们可以修复初始状态，以便结果是可预测的：

^{pr2}$

现在如果我重新播种，我们会得到相同的数字：

^{pr2}$

要迁移原始代码，您需要将offset的初始计算更改为设置种子，然后更新每个字符的偏移量。在

（我尝试更新粘贴的代码）：

def streamCipher(fin, fout, encrypt_or_decrypt_choice, alphabet, seed):
    # Seed random with the shared secret
    random.seed(seed)

    # Read every line of the input file.
    for line1 in fin:
        # Alter each character of the line1, putting the result into line2.
        line2 = ""
        for c in line1:
            if c in alphabet:
                # Determine the offset by generating a random number in the correct range.
                # This will return the same sequence of random numbers, if the seed is the same.
                offset = random.randrange(1,len(alphabet))
                if encrypt_or_decrypt_choice=='d':
                    offset = -offset
                pos1 = alphabet.find(c)
                pos2 = (pos1+offset)%len(alphabet)
                line2 += alphabet[pos2]
        # Write each resulting line2 to the output file.
        fout.write(line2)